九十年代初 高级中学课本 物理 详细介绍(一)20260313-20260316 补充修正
本文对人民教育出版社在九十年代初出版的 高级中学课本 物理 的必修部分进行详细介绍的文章进行补充和修正。补充和修正的文字内容标蓝。本文展示的是这套教材1995年出版的必修第一册和第二册,主要展示的是相对于1987年版 高级中学课本 物理(不失准确性,可简称“乙种本”)的修改。先对比乙种本和这版教材这一章的目录。左边是乙种本的目录,右边是这套教材的目录(后面各章目录的对比也采用同样的展示方式)。这套教材删除了共点力作用下物体的平衡,选修部分也没有进行补充。这套教材将有固定转动轴的物体的平衡一节标题调整为力矩。这套教材删除了平衡的种类和稳度小节,删除候风地动仪阅读材料。这套教材基本删完了物体的平衡的内容,所以章名只有单个字 力。必修删除了万有引力定律,为了让只学习必修的学生知道万有引力定律这个概念,本章在介绍重力后介绍万有引力。本套物理教材保留了力矩的内容,乙种本中有固定转动轴的物体的平衡以选学内容的形式出现。先对比乙种本和这套教材同一章的目录。这套教材将章名改为物体的运动。本章开头的机械运动在乙种本没有,在甲种本有。本章末删除了竖直上抛运动和运动的合成,改为简单介绍曲线运动。本套教材必修部分不详细学习曲线运动,只在本章末尾对曲线运动进行简单介绍。这套教材第一册第三章内容抽取自乙种本的上册第三章和第四章。这一章除了介绍牛顿运动定律,还简单介绍了动量。本套教材必修部分仅对动量做简单介绍。除了介绍动量的概念,还简单介绍了动量和牛顿第二定律的关系,该关系事实上隐含了动量定理。动量这一节的内容比较孤立,和前后小节的内容没有联系。动量在选修部分才做深入学习,必修部分就给个概念,光讲一个概念不讲能用来做什么,必修部分的动量显得很鸡肋。在介绍完牛顿三大运动定律后,教材给出了两个小节介绍如何应用牛顿运动定律解题。第七节是必学内容,问题比较简单。第八节是选学内容,问题比较难。第八节的例1涉及力的分解,例2涉及超重失重,但是教材没有深入讨论。本套教材必修部分应用牛顿定律解题的例题,总体上看比乙种本难度低。下面看乙种本涉及牛顿运动定律解题的小节。下面是乙种本 上册 第三章 运动和力 第六节,其中的例1与本套教材必修第三章第七节例1相同。下面是 乙种本 上册 第四章 物体的相互作用 第二节,其中的例1与本套教材必修第三章第八节例2类似。这里的例2和例3涉及相互作用的物体的受力分析,本套教材本章没有这类问题。这套教材这一章删除了乙种本的介绍动能定理的第五节,也删除了乙种本应用机械能守恒定律解题的第八节。本章势能这一节对重力势能的介绍,在乙种本的基础上进一步简化。下面是乙种本,教材还给出了第179页重力做功与物体重力势能改变的关系。下面是这套教材的机械能守恒定律小节,只使用定性描述总结出机械能守恒定律。下面是乙种本的机械能守恒定律。教材通过自由落体运动的重力势能和动能的转化的定量分析,总结出机械能守恒定律。然后专门用一个小节介绍机械能守恒定律的应用,例题的难度远大于这套教材。在单摆这一节,直接给出摆角较小的情况下,单摆的振动可以看做是简谐运动。下面是乙种本,这套教材通过受力分析和数学近似运算,得出小幅单摆运动是简谐振动(简谐运动)。本章将“分子运动论”更名为“分子动理论”,其他内容与乙种本基本相同。后面的固体、液体和气体的两章内容与乙种本基本相同,不做展示了。这套教材必修的电场相比乙种本做了非常多的删减。本章开头电荷的相互作用小节删除了库仑扭秤实验的阅读材料,该阅读材料被放到了选修部分。比较复杂的电场强度、电场中的导体、电势、电势能等内容做了大幅删减,电场中的运动全部删除,电容器的内容也做了删减。电力线改名为电场线。乙种本经典的防止与应用中介绍的静电复印,在这套教材中被调整为阅读材料。本套教材中第二节是乙种本两个小节的内容抽取整合得到的,内容较少。以前教材中的电力线改名为电场线。下面是乙种本的两个小节。这套教材删除了点电荷电场强度的公式,电场强度的叠加,匀强电场这些内容。如下图所示,这套教材对电势差和电势能的介绍很简单。下面是乙种本的对应小节的内容。这里好歹还有几幅图帮助学生理解。以往教材中的稳恒电流改名为恒定电流。安培表和伏特表分别改名为电流表和电压表。本章内容与乙种本大体相同。在更早版本的物理教材中,电流表特指小量程高敏感度的磁电式电流表(或者叫表头),大量程的测量电流和电压的仪表分别叫做安培表和伏特表。从这版教材开始,测量电流和电压的仪表全部统一为电流表和电压表。下图就是本套教材介绍电压表和电流表工作原理的小节。注意本节第一句话:常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成。这里所说的小量程电流表就是磁电式电流表。下面是乙种本的对应小节。注意本节第一句话的陈述与本套教材的区别。乙种本本节第二句说后面会学习电流表的工作原理。本套教材删去了这句话。介绍电流表工作原理的小节放到了选修第三册。这套教材必修磁场这章删除了磁场对运动电荷的作用和带电粒子在磁场中的运动,还把磁感强度和磁通量都放到了磁场对电流的作用后面。第三节磁场对电流的作用,只做定性介绍,没有给出公式。本章只定性介绍了磁场对电流的作用力,不涉及磁感应强度。教材反而把磁感应强度和磁通量放在了后面。教材对磁通量的介绍也很简单,只介绍了垂直于磁感线的面的磁通量的计算。如下图所示,乙种本先介绍磁感应强度和磁通量。教材给出了磁感应强度的定义。有关磁通量的计算,乙种本介绍了面垂直于和不垂直于磁感线的情况下磁通量的计算。下面介绍磁场对电流的作用力的大小的计算方法和方向的判定方法。这套教材必修电磁感应这章删除了楞次定律和法拉第电磁感应定律,保留导体切割磁感线得到的感应电动势。本章第一节电磁感应现象对乙种本的对应小节做了改写。一开始先回顾初中学习过的闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流的事实,然后结合图4-2和图4-3的两个实验,说明磁铁插入和拔出线圈,改变线圈电流大小,都能产生感应电流。有关感应电流的方向,只回顾了初中学习过的内容,没有介绍楞次定律。下面对比乙种本的第一节。教材先回顾法拉第的实验,如下图红框所示。然后利用图4-3和图4-4两个实验,说明磁铁插入或拔出线圈,或者改变线圈电流强度,都能产生感应电流,最后回顾初中学习过的闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流的事实。新的高中物理教材删除了对法拉第实验的介绍,调整了电磁感应现象实验的顺序,从初中就进行过的实验引入,这个顺序更合理一些。乙种本接下来用一节介绍楞次定律,这套教材本章没有这项内容。下面是本套教材的感应电动势小节。教材直接给出了导体切割磁感线产生的感应电动势的公式,没有介绍介绍法拉第电磁感应定律。本节末尾有个新增的阅读材料,介绍动圈式话筒。接下来在第三节介绍自感。下面对比乙种本。在第三节,教材先通过总结实验,不加推导地给出法拉第电磁感应定律。然后推导导体切割磁感线产生的感应电动势的大小。新版高中物理教材直接给出这个公式。回到本套教材。本章末尾新增阅读材料,介绍磁带录音机的原理。进入新世纪后,磁带录音机逐渐被淘汰了。这套教材把章名改为交变电流,删除了纯电感电路和纯电容电路的介绍,还删除了末尾的直流输电的阅读材料。在本章第一节,教材不推导感应电动势随时间变化的函数表达式,而是让学生利用示波器观察照明电路的电压,然后说明交变电流的电压是正弦曲线,最后给出交变电流感应电动势和电流随时间变化的函数表达式。乙种本给出了线圈切割磁感线产生的感应电动势的推导过程。下面看本套教材删除的直流输电阅读材料。这个阅读材料知识科普性质的,不涉及太难的内容。我不理解为什么这套教材为什么要把它删掉。目前我国的直流输电技术世界领先。这套教材删除了乙种本的电子技术初步知识一章,但是在电磁振动和电磁波这章补充了一些晶体管和收音机原理的内容。本节末尾有个判断晶体二极管好坏的阅读材料。非常不理解,既然二极管和三极管只做简单的介绍,为什么还要花一页的篇幅介绍判断二极管好坏的方法。本章末尾介绍广播电视事业发展的小节,相比乙种本更新了一些九十年代的数据。这套教材光学和原子物理部分与乙种本大体相同,不进行对比展示了。通过详细对比可以看出,九十年代这套高中物理必修部分的力学和电学不分,相比乙种本做了很大的调整。第一是章节层面的内容删减。力学中,共点力的平衡、曲线运动、万有引力定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等内容被删除,重力势能的讨论删减,小幅单摆为简谐运动的推导被删除。电学中,电场中的导体、电势、带电粒子在电场中的运动、安培力公式、带电粒子在磁场中的运动、法拉第电磁感应定律、楞次定律等内容被删除,电子技术基础仅保留少量晶体管和收音机原理的内容,磁场对电流的作用只做定性分析,不做公式推导。第二是知识点的要求降低。力学部分的受力分析、牛顿运动定律的应用、重力势能、机械能守恒等内容的篇幅缩水、例题难度降低,小幅单摆为简谐运动的推导过程删除,只给出结论。电学部分中,磁场对通电导体的作用力只做定性陈述,无公式推导,导体切割磁感线产生的感应电动势、交流电产生过程中线圈切割磁感线产生感应电动势的推导过程删除。从全日制十年制高中物理,到高中物理甲种本,到高中物理乙种本,再到这套九十年代高中物理必修部分,物理教材的难度依次降低,减负非常明显。必须注意到,这套教材必修部分的减负显得很不均衡,力学中的机械振动和机械波,电学里的恒定电流、电磁振荡和电磁波,以及全部的热学、光学和原子物理,与乙种本几乎是相同的,删减的是其余比较难的部分。这就相当于在必修阶段忽视重点内容,把时间都花在非重点内容上。做得好的减负,应该是比较均衡的减负,做到必修部分是乙种本全套教材的整体性的删减。截止目前为止,没有哪一套物理教材能做到这一点。毕竟高中一年级开学前还没有进行文理分科,或者说还不能决定学生高考是否考物理,所以总会有一段时间内,所有学生学习的物理知识是相同的。如何划分必修和选修的内容,非常考验教学大纲的制定者和教材的编写组。显然,这版高中物理教材在必修内容的选择上做得并不好。事实上九十年代开始的高中物理教材普遍做得都不好。下一篇文章将详细介绍这套高中物理教材的选修第三册。